Stokes Metodu İle Viskozite Katsayisinin Ölçülmesi Deneyin Amaci

STOKES METODU İLE VİSKOZİTE KATSAYISININ ÖLÇÜLMESİ DENEYİN AMACI: Bir sıvının(bu deneyde kullandığımız gliserin) viskozite katsayısının stokes katsayısından faydalanılarak bulunması ARAÇ VE GEREÇLER:Cam silindir,5 adet bilye,gliserin,mm bölmeli cetvel, mikrometre,kronometre,terazi ve tartım takımı TEORİK BİLGİ: Yüzeyi kaygan olan bir boru içinden büyük hızlarla akan sıvılar silindirik tabakalar halinde ilerlerlerBoru yüzeyine bitişik olan sıvı tabakası boru çeperi ile sıvı molekülleri arasındaki kuvvetlerin etkisi ile hareketsizdirBoru yüzeyinden uzaklaştıkça sıvının hızı artarFarklı akış hızlarının sebebi,sıvı cinsine bağlı olarak etki eden sürtünme kuvvetlerinin farklı olmasıdırBu sürtünme kuvvetine iç sürtünme veya sıvının viskozitesi denir Viskozite katsayısı: Aralarındaki uzaklık bir cm olan bir cm2lik paralel iki sıvı arasındaki bir cm/sn’lik hız farkı doğuran kuvvet,viskozite katsayısına eşit olup birimi (g/cms)’dırBu birime ^poise ^denirSıvıların viskozitesi sıcaklıkla azalır,gazların ki ise artarKüçük bir küre parçasını sıvı içine bıraktığımızı düşünelim,küreye yapışan sıvı, diğer sıvı yüzeylere göre hareket edecektirBu durumda ortaya çıkan sürtünme kuvvetleri,sıvının iç sürtünmesinden ortaya çıkarStokes’a göre viskozite katsayısı  olan bir akışkan içinde V limit hızı ile düşen ‘r’ yarıçaplı küreciğe etkiyen sürtünme kuvveti; F=6r V şeklindedir V hızı sabit olduğuna göre küreciği hareket ettirici kuvvet ile F kuvveti dengededirKüreciğin yoğunluğu p,akışkanın ki p ise F=4/3r3g(p-p ) =2g/9V(p-p )r2 bulunurSağ taraftaki büyüklükleri ölçmek suretiyle viskozite katsayısı() hesaplanabilir 2 η Sıvı moleküllerinin iç sürtünme katsayısı r Küresel cismi yarıçapı v Kürenin hareket hızı ρ cismin yoğunluğu ρ sıvının yoğunluğu g Yer çekimi ivmesi dır DENEYİN YAPILIŞI Deney için viskozite katsayısı ölçülerek sıvı(gliserin) ile doldurulmuş bir cam silindir Ve beş adet bilya gerekmektedirViskozite katsayısını ölçmek için sırasıyla aşağıdaki işlemler yapılır; 1) Verilen beş adet bilyanın her birinin d çapı mikrometre ile üç farklı yerinden ÖlçülürYapılan ölçümün ortalamasından yarıçap r=d/2 hesaplanır 2) Bilyaların hepsi birden duyarlıklı terazide tartılarak M kütlesi bulunur ve bir bilyanın m=M/5 ortalama kütlesi hesaplanır 3)Yukarıda elde edilen r ve m değerleri aşağıdaki bağıntıda yerine konularak ortalama yoğunluğu hesaplanır p=3m/4r3 4)Verilen beş bilyadan biri cam silindirdeki sıvı yüzeyine mümkün olduğu hazırlanan bir harekat yapar fakat hız çabucak limit bir değere ulaşırHızın sabit olduğu bölgede cam silindir üzerine A ve B olmak üzere iki işaret çizgisi çizilmiştirBilya A çizgisinden geçerken kronometre çalıştırılır,B den geçerken durdurulurBöylece bilya S=AB yolunu alması için geçen t zamanı ölçülmüş olurDiğer dört bilya için de aynı işlemler yapılır ve ortalama zaman t bulunur 5) S=AByolu dikkatli biçimde ölçülerek V=S/t formülünden hız bulunur 3 6)r, , V, (gliserinin yoğunluğu =1,260 g/cm3), (g = 980 cms-2) değerleri formülde yerine konarak "" hesaplanır 7)Viskozite katsayısı sıcaklıkla değiştiği için, laboratuvar sıcaklığını termo metreden okuyup sonucunuzun yanına diğer veriler ile yazılmalıdır DENEYLE İLGİLİ YORUMLAR Yaptığımız deneyde içinde gliserin bulunan can silindirden bıraktığımız çeşitli hacim ve kütledeki bilyaların aynı anda silindirin tabanına düşmediğini gördükBunun nedeninin sıvının bilyalara uyguladığı kaldırma kuvveti ve bilyaya zıt doğrultuda etki eden sürtünme kuvveti(havanın sürtünmesini ihmal ediyoruz) olduğunu gördükBilyaların aynı anda düşmemesinin nedeninin bu nedenlere bağlı olarak kütle ,yarıçapı ve atış hızlarından ileri geldiği anlaşılmaktadırEğer farklı bir sıvı içine bu bilyaları bıraksaydık o cismin viskozite katsayısı ve yoğunluğuna göre farklılık gösterecekti